单晶铜车削过程中振动对切削力影响的有限元仿真开题报告

1. 研究目的与意义

为了研究塑性材料切削及微切削过程有限元仿真的理论及方法，加深学生对刀具、工件材料以及切削过程的理解，培养学生掌握基本的有限元理论知识和有限元软件的使用，以拓宽学生的知识面和提升学生的专业技能。

2. 国内外研究现状分析

2016年，sui s.c.等根据真实刀具磨损形态建立刀具磨损模型，并在deform 3d有限元软件中用于模拟影响刀具磨损的各个因素。

nikawa m.等利用deform软件对 tc4 钛合金进行了正交切削的有限元模拟，利用johnson－cook 模型对切削力、刀具温度等进行了系统的分析。

2018年，李海荣分析不锈钢在切削加工过程中应力分布,通过改变刀具前角、切削速度以及进给量对切削力的影响规律。

3. 研究的基本内容与计划

采用有限元法来模拟切削过程可以从模拟结果中得出许多实验难以得到的材料力学特性和物理特性，如：加工工件表面和切屑的温度场分布、应力分布、应变分布和残余应力分布等。

本课题是以考虑刀具振动情况下单晶铜车削过程的仿真分析为例，来使用有限元方法计算刀具振动对切削过程切削力的影响进行分析与仿真。

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4. 研究创新点

(1)与通用cad软件的集成使用，即在用cad软件完成部件和零件的造型设计后，能直接将模型传送到cae软件中进行有限元网格划分并进行分析计算，如果分析的结果不满足设计要求则重新进行设计和分析，直到满意为止，从而极大地提高了设计水平和效率。

(2) 建立更广泛的材料模型。

由于目前大多数有限元模型都是基于连续介质的材料建模的，对于铸铁或钢之类的非均质材料还不能进行准确建模。